寧丹，王永，陳生友(山東京博石油化工有限公司，山東 濱州 256500)

0 引言

催化重整技術(shù)是現(xiàn)代煉油和化工行業(yè)的支柱技術(shù)之一。催化重整裝置是生產(chǎn)高辛烷值汽油、芳烴深加工、供應(yīng)廉價氫氣的重要裝置，能適應(yīng)市場需求，由生產(chǎn)燃油轉(zhuǎn)型生產(chǎn)二甲苯[1]。京博石化催化重整鍋爐供水系統(tǒng)采用的是旋膜式除氧器。其作用為防止熱力設(shè)備及其管道腐蝕，必須除去溶解在鍋爐給水中溶解氧及其它氣體，以保證熱力設(shè)備安全運行和較長的使用壽命。

1 重整反應(yīng)基本原理

重整反應(yīng)過程是一個復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，存在著多種化學(xué)反應(yīng)。原料油分子在一定的操作條件下由于催化劑的作用，其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，最大限度地促成芳烴的生成和烷烴異構(gòu)化，達到制取芳烴或提高辛烷值的目的。在催化重整催化劑上發(fā)生的反應(yīng)包括：直鏈烷烴異構(gòu)化反應(yīng)、烷烴的脫氫環(huán)化反應(yīng)、烷烴的加氫裂化反應(yīng)、六元環(huán)烷的脫氫反應(yīng)、五元環(huán)烷的異構(gòu)脫氫反應(yīng)。除上述反應(yīng)外，在重整催化劑上還發(fā)生脫烷基反應(yīng)、歧化反應(yīng)、烷基化反應(yīng)以及縮聚生焦反應(yīng)等。

2 除氧原理

熱力除氧原理是亨利定律和道爾頓定律，對溶于水中各種氣體，在一定的壓力下，水的溫度越高，溶解度越低。熱力除氧就是利用蒸汽把給水加熱到相應(yīng)的壓力下的飽和溫度時，蒸汽分壓力將接近于水面上全壓力，溶于水中的各種氣體的分壓力接近于零，因此，水就不具有溶解氣體的能力，溶于水中的氣體就被析出，從而清除水中的氧和其他氣體。

3 現(xiàn)狀分析

催化重整裝置中配帶的余熱鍋爐系統(tǒng)有18 t/h的產(chǎn)汽，其中產(chǎn)汽所用的汽包水來源于除氧器的中壓除氧水，而除氧器則依靠于20 t/h的熱電除鹽水通過1.0 MPa蒸汽進行除氧，因除鹽水上水溫度低，進除氧器前無換熱設(shè)備，因此除氧過程中使用2 t/h的1.0 MPa蒸汽，能耗較大。

由于裝置有30 t/h的冷凝水外送，且外送溫度較高為100 ℃，外送過程中造成熱源浪費，該項目基于利用外送冷凝水熱源的前提下，計劃直接利用冷凝水替代除鹽水的方式，提高除氧器的上水溫度，達到節(jié)省除鹽水和1.0 MPa蒸汽的目的，為裝置節(jié)能降耗。除氧器消耗情況表如表1所示。

表1 除氧器消耗情況表

3.1 水質(zhì)與水量分析

冷凝水水質(zhì)分析表如表2所示。從表2的數(shù)據(jù)可以看出，冷凝水的硬度、鈣離子、氯離子都符合標準，而pH值、電導(dǎo)率和磷酸根離子可以通過加藥泵注劑進行調(diào)整，因此可以將除氧器上水改為冷凝水，但為保證裝置余熱系統(tǒng)和汽輪機的平穩(wěn)運行，需對冷凝水持續(xù)取樣，監(jiān)控水質(zhì)，當水質(zhì)變化不合格時應(yīng)當將冷凝水改出，恢復(fù)除鹽水。

表2 冷凝水水質(zhì)分析表

冷凝水外送流量和除氧器上水量趨勢圖如圖1所示。由圖1的冷凝水外送量趨勢可以看出，裝置自開工穩(wěn)定運行后，冷凝水外送冷持續(xù)且穩(wěn)定在30 t/h，而除氧器上水需求量在15 ～22 t/h，冷凝水量完全可以滿足除氧器上水量的需求。

圖1 冷凝水外送流量和除氧器上水量趨勢圖

3.2 機泵分析

冷凝水泵設(shè)計參數(shù)如表3所示。

表3 冷凝水泵設(shè)計參數(shù)

由表3的機泵參數(shù)可以看出，冷凝水外送泵的工作壓力、流量、介質(zhì)、溫度都符合冷凝水外送至除氧器的要求。

3.3 存在問題分析

將除氧器的上水改為冷凝水，僅僅在水質(zhì)、水量、設(shè)備參數(shù)等方面符合基礎(chǔ)要求，但對于除氧器的熱負荷和成本核算、具體流程優(yōu)化落實等方面并無具體的方案。通過PID圖紙查詢和現(xiàn)場流程的確認不難發(fā)現(xiàn)，裝置無冷凝水外送至除氧器的流程，無法將除氧器上水改為冷凝水。

4 實施對策

對流程進行模擬優(yōu)化，將E653冷凝水冷卻器的高溫冷凝水代替進除氧器的除鹽水，其流程如圖2所示。將E653冷凝水冷卻器的高溫冷凝水代替進除氧器的除鹽水，除氧器負荷降低1 375 kW。除氧器只需使用自產(chǎn)的蒸汽1.7 t/h，低壓蒸汽停用，減少2.2 t/h低壓蒸汽。

圖2 除氧器設(shè)計工藝流程圖

將裝置除鹽水線通過帶壓開口技術(shù)增加預(yù)留口，并將除鹽水線中間截斷，同時在高溫冷凝水外送線帶壓開口增加預(yù)留口，將高溫冷凝水線和除鹽水線相連，通過后段除鹽水線將高溫冷凝水送至除氧器。

首先對新加冷凝水管線進行水沖洗下，保證無機械雜質(zhì)。檢查流程，打通流程剩余一道手閥，執(zhí)行雙人作業(yè)，一人在冷凝水外送調(diào)節(jié)閥處，一人在新增冷凝水線限量手閥處，此人同時負責除鹽水線的主切斷閥的調(diào)整。稍開冷凝水手閥并入除鹽水線的限量手閥至過量，同時緩慢關(guān)小冷凝水外送手閥(流量計處手閥)。在調(diào)整過程中及時觀察好除氧器的上水流量和冷凝水外送流量的變化情況，當除鹽水上水流量增大后，需及時進行逐步關(guān)小新增除鹽水管線上的主切斷閥DN150的閥門。按照以上步驟重復(fù)循環(huán)逐步調(diào)整，冷凝水的初步并入量為4～5 t/h，運行24 h后根據(jù)D609罐底水的指標進一步提高至8～9 t/h，再運行48 h后將冷凝水外送量提高至10 t/h。

5 結(jié)語

通過增加冷凝水進除氧器流程后，使用10 t/h冷凝水代替了原除鹽水，并節(jié)省了1.0 MPa蒸汽的使用。實現(xiàn)了10 t/h除鹽水和2 t/h的1.0 MPa蒸汽的節(jié)省，為公司節(jié)能降耗。